高中物理第二册电压表和电流表2

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第二课时伏安法测电阻一、引入新课[师］电阻是导体本身的一个重要电学参量，在实际中经常需要测量电阻。这节课我们就研究有关电阻测量的问题。二、新课教学［师］请同学们回忆部分电路欧姆定律的内容及公式.［生］导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.写成公式为I=。［师］由I=可知，测出哪些物理量就可以计算出导体的电阻？［生］根据部分电路欧姆定律I=可知，电阻R=。因此，只要用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，就可以求出导体的阻值R。[师］物理上把这种利用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法.现有下列仪器：电源、电压表、电流表、电键和待测电阻各一只,请同学们设计测量电阻的电路图。［生]在教师的指导下讨论，最后总结出可有两种测量电路.［投影］两种测量电路，如图所示。说明:如果要调节待测电阻两端的电压，还可以在电路中接入滑动变阻器.［师］（甲）电路通常称为电流表外接法，（乙）电路通常称为电流表内接法。如果是理想情况，即电流表内阻为零，电压表的电阻趋近于无穷大，两种电路的测量结果怎样？［生］相同。[师］我们在初中讨论的就是这种理想情况.但是实际中，由于电压表和电流表本身具有内阻,把它们连入电路中以后，不可避免地要改变被测电路中的电压和电流，给测量结果带来误差。请同学们思考：用图（甲）电路测量时，电压表测量的是哪里的电压？［生］是待测电阻两端的电压.［师］电流表测量的是通过待测电阻的电流吗？为什么？[生］不是。因为电压表中还有分流，所以电流表测出的是通过待测电阻和电压表的电流之和.[师］电流表的读数比实际流过待测电阻的电流大还是小？[生］大.［师］根据Rx=求得的电阻呢？［生］求出的电阻值要比真实值小。即R测<R真。[师］若已知电压表的内阻RV和待测电阻的测量值R测，怎样求得待测电阻的真实值R真呢？［生］讨论并回答：外接法测得的电阻R测是待测电阻与电压表电阻的并联值，即R测=解得R真=.［师］用乙图的电路测量时，电流表测量的是哪里的电流？［生］电流表测量的是通过待测电阻的电流.［师]电压表测量的是待测电阻两端的电压吗？为什么？［生］不是。因为电流表要分去一部分电压，所以电压表测出的是加在待测电阻与电流表两端的电压之和.［师］电压表的读数比待测电阻两端的实际电压大还是小?［生］大。［师]据Rx=求得的电阻呢？［生］求出的电阻要比真实值大。即R测>R真。［师］若已知电流表的内阻RA和待测电阻的测量值R测，怎样求得待测电阻的真实值？［生]讨论并回答：电流表内接法测得的电阻是待测电阻与电流表电阻的串联值，即R测=RA+R真解得R真=R测－RA［师］通过上述分析可以知道：无论采用电流表外接法，还是电流表内接法测量电阻都有误差,那么哪种电路的测量结果更接近待测电阻的真实值呢？[生]在教师的指导下讨论.（1)若待测电阻的阻值Rx比电压表内阻RV小得越多,因电压表分流引起的误差就越小，故采用电流表外接法；（2）若待测电阻的阻值Rx比电流表的内阻RA大得多，因电流表的分压引起的误差就越小，故采用电流表内接法。[练习]如图所示,用伏安法测定一个定值电阻的阻值，实验所需器材规格如下:待测电阻Rx（约100Ω）、直流毫安表（量程10mA，内阻50Ω)、直流电压表（量程3V，内阻5kΩ）、直流电源（输出电压4V，内阻可不计）、滑动变阻器（最大阻值15Ω,允许最大电流1A）、电键1个，导线若干条.根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。如下图所示。解析:据题意知,直流毫安表的量程为10mA，电源电压为4V,滑动变阻器的最大阻值为15Ω，若选用限流电路，电路中的最小电流为35mA，超过毫安表的量程，所以滑动变阻器应采用分压电路.因为待测电阻Rx约为100Ω，比电压表的内阻5kΩ小得多,所以采用电流表外接法。电路连接情况如下图所示。三、小结通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1。伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律。2。利用伏安法测电阻时，为了减小测量误差，电路的连接方法通常有两种：电流表外接法和电流表内接法.3.当RV〉〉Rx时，电压表分流作用小,采用电流表外接法。当Rx〉>RA时，电流表分压作用小，采用电流表内接法。四、作业1。练习五（3）、（4）2。预习分组实验“探索黑箱内的电学元件”五、板书设计六、本节优化训练设计1。图（b）中E为电源，其电动势为E，R1为滑动变阻器,R2为电阻箱，A为电流表。用此电路经以下步骤可近似测得A的内阻RA：①闭合K1，断开K2，调节R1,使电流表读数等于其量程I0；②保持R1不变,闭合K2,调节R2，使电流表读数等于，然后读出R2的值，取RA=R2.(1）按图（a)所示电路在图（b)所给出的实物中画出连接导线。（2）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即.试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式.（3)若I0=10mA，真实值RA约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5％，电源电动势最小应为多少伏？2.图（a）为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R的阻值已知。R′为保护电阻，阻值未知。电源E的电动势未知。K1、K2均为单刀双掷开关.A为电流表，其内阻不计.(1）按图（a)所示的电路，在图（b)的实物图上连线.（2）测量Rx的步骤为：将K2向d闭合，K1向_______闭合，记下电流表读数I1,再将K2向c闭合,K1向_______闭合,记下电流表读数I2.计算Rx的公式是Rx=_______.3.图甲、乙是两组同样的器材实物图，用来测量待测电阻R的阻值，每组器材中包括：电池、电键、变阻器、电压表、电流表、待测电阻R、若干导线.图甲图乙（1）如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多，但R的阻值比电流表的内阻大很多，试在图甲中连线使之成为测量电路；如果待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多，但R的阻值比电压表的内阻小很多，试在图乙中连线使之成为测量电路.(2）求用甲、乙两组器材分别测量R时的值.参考答案：1.解析:（1）连线如图所示（2）由步骤①连成电路应用全电路欧姆定律得：I0= ①由步骤②连成电路，根据电路串、并联关系得: ②①②式联立解得 ③（3）由③式代入数据得E=I0RA/5％=6V2.解析：(1）如下图所示(2）将K2向d闭合，K1向a闭合时，Rx与R并联，I1是流过Rx的电流；当K2向c闭